王琛

一、發现问题

在教学中普遍认为CO2-3会干扰Cl-的检验，但滴加稀硝酸即可排除干扰。但有SO2-4存在时，应先加过量的Ba（NO3）2，除去SO2-4后，再用AgNO3溶液和稀硝酸检验Cl-。

但是让笔者感到困惑问题是：①为什么教材上在Cl-的检验中回避了SO2-4可能产生的干扰及如何排除干扰的说明。②在大量的习题中也是只要出现加AgNO3生成白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不溶解，即可得出有Cl-存在。这样处理是不是不够严谨呢？

二、探究过程

为了搞清楚问题，做了如下实验：

实验1：用实验室配好的用来检验Cl-的硝酸银稀溶液（浓度未知），滴加到0.1 mol/L的Na2SO4溶液中，在不断的滴加硝酸银溶液的过程中始终没有出现Ag2SO4白色沉淀。

对本实验的预计，是会产生沉淀的，但是自始至终都没有沉淀出现。难道是0.1 mol/L的Na2SO4溶液的SO2-4浓度太小了？接着做了实验2。

实验2：用实验室配好的检验Cl-的硝酸银稀溶液（浓度未知），滴加到饱和的Na2SO4溶液中，在不断的滴加硝酸银溶液的过程中也没有出现明显的沉淀现象。

这是什么原因？后来用光束照射，发现有丁达尔效应，原来生成了胶体。但是为什么没有产生明显的沉淀呢？查阅资料后，得到Ksp（Ag2SO4）=1.2×10-5，Ksp（AgCl）=1.56×10-10，既然SO2-4浓度已经足够大，那么难道是实验室用来检验Cl-的硝酸银溶液浓度太小了？于是接着做了如下实验3。

实验3：配制了2 mol/L、0.5 mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L的AgNO3溶液，分别滴加2滴～3滴到1 mL 1 mol/L的Na2SO4溶液中。发现滴加2 mol/L的AgNO3溶液的试管中出现了大量沉淀，滴加0.5 mol/L的AgNO3溶液的试管中有少量沉淀生成，滴加0.1 mol/L的AgNO3溶液只看到些许的浑浊，滴加0.01 mol/L的AgNO3溶液的试管中基本没有出现沉淀现象。

这个实验结果说明，Ag+浓度对生成Ag2SO4沉淀的影响非常大。由于Ksp（Ag2SO4）=c2（Ag+）·c（SO2-4）， Ag+浓度对生成沉淀的影响是平方倍，这个结果与理论是相符的。那么，是否可以得出初步结论：用浓度较小的AgNO3溶液，SO2-4的存在不会对Cl-的检验产生干扰，用浓度较大的AgNO3溶液，SO2-4的存在会对Cl-的检验产生干扰。为了进一步说明问题，进行了理论计算，结果见表1。

以上结果表明，当AgNO3浓度为0.01 mol/L时，SO2-4最小检出浓度为12 moL/L，在一般情况下SO2-4浓度不会达到这么大的值，基本可排除对Cl-的干扰。而当AgNO3浓度为0.1mol/L时，SO2-4最小检出浓度为0.12 moL/L，也就是说把0.1 mol/L的AgNO3溶液滴加到1 mol/L的Na2SO4溶液中时大部分的Ag+应该沉淀下来了， 这与实验3中“只看到些许的浑浊”的现象产生了矛盾。为什么生成的沉淀会不明显呢？

考虑到硝酸银是强酸弱碱盐，检测了0.1 moL/L的AgNO3溶液的pH约为4～5之间，难道溶液的酸度，对生成沉淀有影响？查阅资料可知，硫酸的二步电离是不完全的，其Ka2=1.0×10-2，猜测有可能因为部分生成了AgHSO4导致生成的Ag2SO4沉淀量减少，于是又做了实验。

实验4：往实验3生成的沉淀中滴加稀硝酸，发现滴加0.5mol/L的AgNO3溶液的试管中沉淀基本消失，滴加2mol/L的AgNO3溶液在加了较多稀硝酸后沉淀也大量溶解

，改为滴加浓度较大的硝酸后沉淀很快消失。

从实验4可看出，滴加浓度较大的硝酸，更容易使沉淀溶解，因此进行了如下计算：

滴加2滴1 mol/L的AgNO3溶液到1 mL 1 mol/L的Na2SO4溶液中，要使沉淀溶解，H+浓度必须达到多大？[设此时Ag+浓度稀释为0.1 mol/L， SO2-4浓度与HSO-4浓度之和为1 mol/L，已知硫酸的Ka2=1.0×10-2，Ksp（Ag2SO4）=1.2×10-5]

Ag2SO4沉淀恰好溶解时的c（SO2-4）= 1.2×10-5/0.12=1.2×10-3，由

HSO-4 H+ + SO-4

1-1.2×10-3c（H+）1.2×10-3

得：c（H+）≈0.83 moL/L

从以上的计算结果，可近似得出滴加2滴1 mol/L的AgNO3溶液到1 mL 1 mol/L的Na2SO4溶液中，要使生成的Ag2SO4沉淀溶解，H+浓度要达到0.83 mol/L以上，大致是此时溶液中Ag+浓度的8.3倍。按以上方法可以粗略的估算，当溶液中H+浓度是Ag+浓度的10倍左右时，可使生成的Ag2SO4沉淀溶解。

三、解决问题

综上所述，得出了对Cl-检验过程中SO2-4是否会产生干扰的初步结论：当AgNO3浓度较小，如0.01 mol/L时，SO2-4对Cl-检验的干扰基本可以忽略，因为SO2-4浓度必须很大才会有Ag2SO4沉淀出现；当AgNO3浓度大于0.01 mol/L时，可通过加适量的稀硝酸或少量浓度稍大的硝酸溶液，即可排除SO2-4对Cl-检验的干扰。至此，考虑到Ag+对Cl-检验的灵敏度很高，实验室配制的用来检验Cl-的硝酸银溶液浓度一般较小，所以笔者认为SO2-4对Cl-检验的干扰是完全可以排除的，因此教材上在Cl-的检验过程中回避SO2-4可能产生的干扰，也是合理的。

（收稿日期：2017-01-10）endprint